KR100595262B1

KR100595262B1 - 광디스크 비트 데이터 재생시스템에서의 주파수 검출방법

Info

Publication number: KR100595262B1
Application number: KR1020040009031A
Authority: KR
Inventors: 이은표; 구건재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2006-07-03
Also published as: US7433289B2; US20050270937A1; KR20050080866A

Abstract

본 발명은 광디스크 비트 데이터 재생시스템에서 주파수를 빠르고 정확하게 검출하기 위한 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법에 관한 것으로서, 아날로그/디지털 변환기(ADC), 보간기, 비대칭보상기, 디지털 비트 및 연속 비트 길이 검출기, 주파수 검출기, 위상 검출기 및 디지털 제어 발진기(DCO)를 구비한 광디스크 비트 데이터 재생시스템을 사용하여 광디스크로부터 검출되어 입력되는 RF 아날로그 신호를 샘플링하여 RF 디지털 데이터로 변환하고, 디지털 비트 데이터의 주파수 및 위상정보를 이용한 상기 RF 디지털 데이터의 보간으로 샘플링된 RF 디지털 데이터를 결정하며, 이 결정된 샘플링 디지털 데이터의 입력 레벨을 조정하여 보정 RF 디지털 데이터를 출력하고 이 보정 RF 디지털 데이터로부터 디지털 비트 데이터를 검출할 때 상기 보간시에 이용되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수를 검출하는 주파수 검출방법에 있어서, 입력되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수대 샘플링 주파수의 상태를 판단하여, 샘플링 주파수를 빠르게 상기 RF 디지털 비트 데이터의 주파수에 수렴하도록 샘플링 주파수를 보정하여 1차적으로 주파수를 검출하는 제 1 차 주파수 검출단계와, 상기 제 1 차 주파수 검출단계에서, 상기 샘플링 주파수가 상기 RF 디지털 비트 데이터 주파수의 소정범위내로 수렴하게 되면, 상기 샘플링 주파수를 더 세밀하게 수렴시켜서 주파수를 검출하는 제 2 차 주파수 검출단계를 구비함을 특징한다.

광디스크 비트 데이터 재생시스템, 주파수 검출

Description

광디스크 비트 데이터 재생시스템에서의 주파수 검출방법{Frequency defectering method in optical disk bit data reproducing system}

도 1은 광디스크에 기록되어 있는 디지털 비트 데이터와 RF 아날로그 신호를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 방법이 적용되는 광디스크의 비트 데이터 재생장치의 블럭도,

도 3은 주파수 검출동작과 제어순서도,

도 4는 입력 RF 디지털 비트 데이터 대비 샘플링 주파수의 상태 판단 순서도,

도 5의 (a), (b)는 정상적인 주파수에서 CD와 DVD의 연속 비트 길이 분포를 나타낸 도표,

도 6은 샘플링 주파수와 입력 데이터 주파수의 차이에 의한 분포도의 변화를 나타낸 그래프,

도 7은 1차 주파수 검풀기에 의한 루프 필터구조의 블럭도이다.

* 주요 도면 부호의 부호 설명명

11 : ADC 12 : 보간기

13 : 감산기 14 : 비대칭 보상기

15 : 디지털 비트 및 연속 비트 길이 검출기

16 : 1차 주파수 검출기 17 : 루프 필터

18 : 2차 주파수 검출기 19 : 위상검출기

20 : 루프 필터 21 : 가산기

22 : DCO 30, 34, 36 : 가산기

31, 37 : 플립플롭 32, 33. 35. 38 : 증폭기

본 발명은 CDP(Compact Disc Player) 또는 DVDP(Digital Versatile Disc Player)와 같은 광디스크 재생시스템에서의 비트 데이터 재생 장치에 관한 것으로, 특히 다양한 읽기 속도를 가지는 광디스크 재생시스템의 수신부에 입력되는 RF 아날로그 데이터에서 데이터 비트 재생에 필요한 입력 데이터 주파수를 빠르게 검출하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템에서의 주파수 검출방법에 관한 것이다.

CD(Compact Disc)와 DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 광디스크의 표면에는 0과 1의 디지털 비트 정보가 기록되어 있다. 0으로 표시되는 비트와 1로 표시되는 비트 정보는 빛에 대한 반사율에서 차이가 나며, 광디스크의 픽업에서는 0과 1의 비트에서 반사되는 레이저 광의 양을 이용하여 도 1에 도시된 바와 같은 RF 아날로그 파형을 생성한다. 광디스크의 수신부에서는 이러한 RF 아날로그 파형을 샘플링하여 디스크에 기록되어 있는 디지털 비트 정보를 재생한다. 이때 필요한 것 이 수신부로 입력되는 데이터의 주파수와 위상정보이며, 수신부에서는 입력되는 RF 파형을 이용하여 주파수와 위상을 검출하게 된다. 다양한 데이터 입력 주파수를 가지는 광디스크 재생시스템에서 디지털 데이터를 정확하게 재생하기 위해서는 빠르고 정확하게 주파수와 위상을 검출하는 것이 중요하다.

CD와 DVD에서 주파수 정보를 알아내는 방법은 싱크(sync)코드를 이용하는 방법이 많이 쓰인다. CD와 DVD에서는 규정된 데이터 비트 단위를 구별하는 특별한 싱크코드가 존재하며, 한 비트의 시간 길이를 1T라고 정의할 때, CD는 2번 연속된 11T를, DVD는 14T의 길이를 가지는 신호를 싱크코드로 구별하여 사용한다. 데이터 입력 주파수를 검출하기 위해서 기존에 많이 쓰는 방법은 샘플링한 싱크코드의 길이를 정확한 주파수를 샘플링했을 때의 싱크코드의 길이와 비교하여 현재 샘플링하는 주파수가 빠른지 느린지를 판단하는 것이다. 즉, 최소 길이 3T, 최대 길이 11T의 제한된 코드길이를 가지는 CD나 DVD의 보통 데이터 코드에 비해 싱크코드는 특별히 긴 코드길이를 가지고 있으므로 우선 싱크코드를 검출한 다음에 이를 샘플링한 길이를 저장한다. DVD의 경우, 만약 샘플링한 싱크코드의 길이가 14T보다 크면 현재의 샘플링한 주파수가 입력 데이터 주파수보다 빠른 것이고, 반대로 14T보다 작으면 현재의 샘플링한 주파수가 입력 데이터 주파수보다 느린 것이다. 그러므로 이를 보정하여 정확한 입력 주파수를 찾을 수 있다.

그러나 이 방법은 광디스크 표면에 흠집이나 지문 등의 결함이 있거나 기록된 데이터가 깨끗하지 못할 경우, 싱크코드의 길이를 잘못계산하여 현재의 샘플링 주파수를 제대로 알아내지 못할 가능성이 있고, 이로 인해 잘못된 방향으로 입력 데이터 주파수를 찾게 된다. 따라서 정확한 싱크코드를 검출하여 샘플링하는 것이 요구되며, 이 경우 입력 주파수와 샘플링 주파수가 많이 어긋나 있는 상황에서 정확한 싱크코드를 검출하기 위해서는 어느 정도 시간이 필요하게 되므로 입력 주파수를 검출하는 시간이 증가하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 국내특허 1998-020547에는 1T나 2T와 같이 3T보다 짧은 신호가 나올 경우 샘플링 주파수를 느리게 하고 11T보다 긴 신호가 검출될 경우 샘플링 주파수를 빠르게 하는 방식으로, 비트 데이터의 최소 연속 길이와 최대 연속 길이를 각각 3T와 11T로 제한하고 있는 광디스크 비트 데이터의 특성을 이용하여 제한된 길이를 넘어서는 길이의 데이터가 나올 경우 주파수를 보정하는 방식이 개시되어 있다. 이 방식은 광디스크의 상태와 종류, 입력 데이터 주파수에 따라 주파수 검출기가 수렴하는 시간이 일정하지 않고, 게인값에 따라 잘 수렴하지 않는 경우도 많으며, 또한 디스크 표면에 흠집이 있을 경우 제대로 검출되지 않는 등 빠르고 안정적으로 입력 주파수를 검출할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 광디스크 재생시스템의 수신부에 입력되는 RF 아날로그 데이터에서 디지털 데이터로 재생하기 위해 필요한 입력 데이터 주파수를 빠르고 정확하게 검출하기 위한 광디스크 비트 데이터 재생시스템에서의 주파수 검출방법을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법은 아날로그/디지털 변환기(ADC), 보간기, 비대칭 보상기, 디지털 비트 및 연속 비트 길이 검출기, 주파수 검출기, 위상 검출기 및 디지털 제어 발진기(DCO)를 구비한 광디스크 비트 데이터 재생시스템을 사용하여 광디스크로부터 검출되어 입력되는 RF 아날로그 신호를 샘플링하여 RF 디지털 데이터로 변환하고, 디지털 비트 데이터의 주파수 및 위상정보를 이용한 상기 RF 디지털 데이터의 보간으로 샘플링된 RF 디지털 데이터를 결정하며, 이 결정된 샘플링 디지털 데이터의 입력 레벨을 조정하여 보정 RF 디지털 데이터를 출력하고 이 보정 RF 디지털 데이터로부터 디지털 비트 데이터를 검출할 때 상기 보간시에 이용되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수를 검출하는 주파수 검출방법에 있어서,

입력되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수대 샘플링 주파수의 상태를 판단하여, 샘플링 주파수를 빠르게 상기 RF 디지털 비트 데이터의 주파수에 수렴하도록 샘플링 주파수를 보정하여 1차적으로 주파수를 검출하는 제 1 차 주파수 검출단계와,

상기 제 1 차 주파수 검출단계에서, 상기 샘플링 주파수가 상기 RF 디지털 비트 데이터 주파수의 소정범위내로 수렴하게 되면, 상기 샘플링 주파수를 더 세밀하게 수렴시켜서 주파수를 검출하는 제 2 차 주파수 검출단계를 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 주파수 검출방법에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 주파수 검출방법을 사용하여 광디스크 비트 데이터를 재생하는 광디스크 비트 데이터 재생장치의 블럭도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 주파수 검출방법의 동작 및 제어 순서도를 나타낸 것이다.

상기 광디스크 비트 데이터 재생장치는 도 2에 도시된 바와 같이 광디스크로부터 검출되는 RF 아날로그 신호를 고정 샘플링 클럭으로 샘플링한 후 2진 코드 형태로 부호화하여 RF 디지털 데이터로 변화하는 ADC(Analog to Digital Convertor, 11)와, DCO(22)로부터 출력되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수 및 위상 정보에 맞춰서 샘플링 신호를 결정하여 보간 RF 디지털 데이터를 출력하는 보간기(12)와, 상기 보간기(12)의 보간 RF 디지털 데이터에 비대칭 보상기(14)의 출력을 감산하여 보정 RF 디지털 데이터를 출력하는 감산기(13)와, 상기 보정 RF 디지털 데이터로부터 RF 디지털 비트 데이터를 결정하여 외부로 출력하고, 이 결정된 RF 디지털 비트 데이터의 연속 비트 길이를 검출하는 디지털 비트 및 연속 비트 길이 검출기(15)와, 상기 RF 디지털 비트 데이터를 입력받아 디지털화된 데이터의 입력레벨을 조정하여 상기 감산기(13)로 출력하는 비대칭 보상기(14)와, 상기 RF 디지털 비트 데이터를 입력받아 RF 디지털 비트 데이터의 주파수대 샘플링 주파수의 상태를 판단하여, 일차적으로 빠르게 RF 디지털 비트 데이터의 주파수에 수렴하도록 주파수를 검출하는 1차 주파수 검출기(16)와, 상기 1차 주파수 검출기(16)의 출력을 필터링하여 주파수 보정을 안정적으로 행하는 루프 필터(17)와, 소정의 수렴 속도로될 때 1차 주파수 검출보다 더욱 세밀하게 RF 디지털 비트 데이터를 검출하는 2차 주파수 검출기(18)와, 상기 RF 디지털 비트 데이터를 입력으로 하여 디지털 비트 데이터의 위상을 검출하는 위상검출기(19), 상기 위상검출기의 위상 보정을 안정적으로 하는 루프 필터(20), 상기 루프 필터(17), 2차 주파수 검출기(18) 및 루프 필터(20)의 각 출력을 가산하는 가산기(21), 상기 가산기(21)의 출력을 입력받아 RF 디지털 비트 데이터의 주파수 및 위상 정보를 생성하여 상기 보간기(12)로 출력하는 DCO(Digital Controlled Oscillator)(22)로 구성되어 있다.

상기 광디스크 비트 데이터 재생장치에서는 ADPLL(All-Digital Phase-Locked Loop) 구조를 채용하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 위상에 맞게 클럭을 생성하는 VCO(Voltage Controller Oscillator)와 VCO에서 생성된 클럭을 ADC(Analog to Digital Convertor)로 입력하여 이용해서 직접 RF 아날로그 신호를 샘플링하는 구조로 할 수 있다.

이하 도 2에 도시한 광디스크 비트 데이터 재생장치를 사용하여 본 발명의 주파수 검출방법을 구현하는 방법에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상술한 광디스크 비트 데이터 재생시스템에서는 아날로그/디지털 변환기(ADC)(11)에서 광디스크로부터 검출되어 입력되는 RF 아날로그 신호를 샘플링하여 2진 코드 형태로 부호화하여 RF 디지털 데이터로 변환하고, 이어 DCO(22)로부터 입력되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수 및 위상 정보를 이용하여 상기 RF 아날로그 디지털 데이터를 보간하여 샘플링된 RF 디지털 데이터를 결정하며, 이 결정된 샘플링 RF 디지털 데이터의 입력 레벨이 비대칭 보상기(14)의 출력에 의해 보정되고, 이 보정 RF 디지털 데이터로부터 디지털 비트 및 연속 비트 길이가 검출되어 디지털 비트 데이터는 외부로 출력된다.

이때, 본 발명에 의한 주파수 검출방법이 1차 주파수 검출기(10) 및 그의 루프 필터(17)와 2차 주파수 검출기(18)에 의해서 실행된다. 즉, 디지털 비트 및 연속 비트 길이 검출기(15)로부터 RF 디지털 비트 데이터가 출력되면 1차 주파수 검출기(10)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 1차 주파수 검출기(16)가 동작하면(1S) 먼저, 입력 RF 디지털 비트 데이터 대비 샘플링 주파수 상태를 판단한다(2S).

상기 입력 RF 디지털 비트 데이터 대비 샘플링 주파수 상태 판단 과정을 구체적으로 설명하면, 도 4에 도시된 순서도에서와 같이, 먼저 1차 주파수 검출기(16)는 디지털 비트 및 연속 비트 길이 검출기(15)로부터 입력되는 RF 디지털 비트 데이터로부터 0에서 1로 또는 1에서 0으로 비트가 변화는 곳을 검출하고(12S), 이것으로부터 연속 비트 길이를 계산한다(13S). 그 다음 연속 비트 길이가 3T(1T는 한 비트의 길이)보다 크지 않은 경우를 확인하여(14S) 연속 비트 길이가 3T보다 작은 경우에 느림 카운터인 카운터A를 1씩 증가시키며(15S) 그의 카운터A가 기준값A보다 큰지 작은지를 확인하여(16S), 카운터A가 기준값A보다 크지 않은 경우에는 주파수 느림 플래그에 0을 설정하고(17S), 카운터A가 기준값A보다 큰 경우에는 주파수 느림 플래그에 1을 설정한다(18S).

여기에서 본 발명에서 사용되는 연속 비트 길이에 대하여 보다 상세히 설명하면, 도 5는 CD와 DVD의 표면에 기록된 데이터에서 연속으로 같은 비트 데이터를 가지는 길이 분포를 표시한 것으로서, 이를 연속 비트 길이라 정의한다. 즉, 예를 들면 광디스크에 기록된 데이터가 100011110이라면 000은 3T의 연속 비트 길이를 가지는 데이터이고, 1111은 4T의 연속 비트 길이를 가지는 데이터이다. 도 5를 보면 보면 CD의 데이터의 최소 연속 비트 길이는 3T, 최대 연속 비트 길이는 11T로 제한되어 있고, DVD의 경우도 싱크코드에 의해 14T의 연속 비트 길이를 가지는 데이터가 있는 점을 제외하고는 CD와 비슷한 분포를 가지고 있는 점을 알 수 있다. 도 5는 CD와 DVD에서 디스크 표면에 기록될 수 있도록 변조된 데이터를 기준으로 분포시킨 것이며, 읽기 채널에서 입력 디지털 비트 데이터의 주파수와 위상에 맞도록 샘플링하여 비트 데이터를 재생할 경우에도 도 5와 같은 분포를 보인다.

다시 도 4를 참조하면, 19S단계에서 연속 비트 길이가 11T보다 큰 경우를 확인하여, 연속 비트 길이가 11T보다 큰 경우에 카운터B를 증가시키며(20S) 그 후 카운터B값이 기준값B보다 큰지, 아닌지를 확인하여(21S) 크면 주파수 빠름 플래그를 1로 설정하고(22S), 크지 않으면 주파수 빠름 플래그를 0으로 설정한다(23S).

이때, 연속 비트 길이 3T이하의 것과 11T이상의 것을 취출하여 입력 RF 디지털 비트 데이터 대비 샘플링 주파수 상태를 판단하는 이유에 대하여 설명하면, 도 6은 읽기 채널에서의 연속 비트 길이의 분포와 샘플링 주파수의 관계를 나타낸 분포도로서, 도 6에서는 샘플링 주파수가 입력 RF 디지털 비트 데이터 주파수보다 빠를 경우 분포도는 오른쪽으로 치우쳐서 긴 연속 비트 길이를 가지는 분포가 늘어나고 반면에 샘플링 주파수가 입력 RF 디지털 비트 데이터 주파수보다 느릴 경우 분포도는 왼쪽으로 치우쳐서 짧은 연속 비트 길이를 가지는 분포가 늘어나는 것을 알 수 있다. 연속 비트 길이의 분포와 샘플링 주파수는 위와 같은 관계를 가지고 있으므로 읽기 채널에서 연속 비트 길이의 분포를 살펴보면 입력 RF 디지털 비트 데 이터 주파수 대비 샘플링 주파수의 상태를 알 수 있다. 그러나, CD와 DVD의 데이터는 기본적으로 최소 연속 비트 길이는 3T, 최대 연속 비트 길이는 11T(DVD의 싱크코드 제외)로 제한되어 있으므로 모든 연속 비트 길이의 분포를 살펴보지 않고 도 6의 A와 B부분과 같이 3T보다 짧은 연속 비트 길이를 가지는 데이터와 11T보다 긴 연속 비트 길이를 가지는 데이터의 수를 이용하여 입력 RF 디지털 비트 데이터 대비 샘플링 주파수 상태를 알 수 있다.

또 다시 도 4를 참조하면, 24S단계에서 RF 디지털 비트 데이터로부터 비트 변환(transition)을 검출하여 25S단계에서, 비트 변환시마다 카운터C를 1씩 증가시켜며, 카운터C값이 기준값C와 같을때(26S)주파수 상태 판단 주기로하여, 플래그의 설정된 값으로부터 샘플링 주파수 상태를 판단한다(27S). 이때 플래그A가 1, 플래그B가 0이면 샘플링 주파수 상태는 "느림", 플래그A가 0, 플래그B가 1이면 샘플링 주파수 상태는 "빠름", 플래그A와 플래그B가 모두 0이면 입력 RF 디지털 비트 데이터 주파수와 샘플링 주파수가 비슷한 "정상"상태로, 플래그A와 플래그B가 모두 1이면 입력 RF 디지털 비트 데이터에 에러가 많은 "비정상"상태로 판단한다.

이렇게 결정된 입력 RF 디지털 비트 데이터 대비 샘플링 주파수의 상태를 이용하여 샘플링 주파수를 보정하는 방법은 표 1에 도시되어 있는 바와 같이, 샘플링 주파수를 조정한다.

연속 비트 길이	CD	DVD
1, 2T	+	+
3T~11T	0	0
12T	_	+(느림 상태), -(그외)
13T	_	-(빠름 상태), +(그외)
14T	-(빠름 상태), 0(그외)	0
15T~	-(빠름 상태), 0(그외)	-

즉, 표 1에서 "+"는 샘플링 주파수 상태가 느림상태에서 주파수를 빠르게 조정하는 것을 나타내고, "-"는 샘플링 주파수 상태가 빠름상태이므로 주파수를 느리게 조정하는 것을 나타내며, 0인 경우에는 정상적이어서 조정될 필요가 없는 것을 나타낸 것이다. 그리고 "그외"는 잡음이나 먼지 등에 의해 발생될 수 있는 경우를 나타낸 것으로 표 1에 도시된 바와 같이 조정한다. 이때, 샘플링 주파수의 상태가 "느림"일때는 빠르게 하는 게인을 증가시키고 샘플링 주파수의 상태가 "빠름"일때는 느리게 하는 게인을 증가시킨다.

상술한 바와 같이 계산된 연속 비트 길이를 이용하여 샘플링 주파수를 보정하게 되는데, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 샘플링 주파수가 입력되는 RF 디지털 비트 데이터 주파수가 차이가 날때의 연속 비트 길이가 발생하는 것을 이용한 것이다. 즉, CD의 경우 3T보다 작은 연속 비트 길이가 검출될 경우 샘플링 주파수를 빠른 쪽으로 보정시키고 11T보다 큰 연속 비트 길이가 검출될 경우 샘플링 주파수를 느린쪽으로 보정시킨다. DVD의 경우 CD와 연속 비트 길이의 정상분포에서 차이를 보이므로 보정하는 방법이 약간 다르다. 도 4에서 판단된 샘플링 주파수의 상태에 따라 보정하는 방법에 차이를 둠으로써 보다 빠르고 에러에 대하여 안정적으로 주파수를 보정할 수 있다. 또한 샘플링 주파수의 상태에 따라서 양의 주파수 에러와 음의 주파수 에러에 대하여 보정하는 값의 크기를 다르게 함으로써 샘플링 주파수의 수렴 속도를 빠르게 하는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 샘플링 주파수가 입력되는 RF 디지털 비트 데이터 주파수보다 빠른 경우, 샘플링 주파수를 늦추는 방향의 게인값을 크게 하고, 반대로 샘플링 주파수가 입력되는 RF 디지털 비트 데이터 주파수보다 느릴 경우 샘플링 주파수를 빠르게 하는 방향의 게인값을 크게 함으로써 샘플링 주파수의 수렴 속도를 증가시킬 수 있다.

도 7은 1차 주파수 검출기(16)에서 주파수를 보정하기 위하여 계산된 주파수 에러를 저역통과시켜서 안정적으로 DCO(혹은 VCO)에 전달해주는 역할을 루프 필터(17)의 구조를 나타낸 블럭도이다. 본 발명에서는 루프 필터(17)의 구조를 간단하게 위하여 디지털적으로 설계하였다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 루프 필터(17)는 입력되는 입력 데이터를 한 클럭지연시키는 제 1 및 제 2 플립플롭(31, 37), 상기 제 1 플립플롭(31)의 출력과 입력 비트 데이터를 가산하는 제 1 가산기(30), 상기 입력 비트 데이터를 소정 게인만큼 증폭하는 제 1 증폭기(33)와, 상기 제 1 플립플롭(31)의 출력을 소정 게인만큼 증폭시키는 제 2 증폭기(33)와, 상기 제 1 증폭기(32)와 제 2 증폭기의 출력을 가산하는 제 2 가산기(34)와, 제 2 가산기(34)의 출력을 소정 게인만큼 증폭시키는 제 3 증폭기(35)와 제 2 플립플롭(37)의 출력을 소정 게인만큼 증폭시키는 제 4 증폭기(38)와 상기 제 3 증폭기(35)의 출력과 제 4 증폭기(38)의 출력을 가산하는 제 3 가산기(36)로 구성되어 있다.

상기 제 1 플립플롭(31)과 제 2 플립플롭(37)을 각각 입력되는 데이터를 한 클럭 지연시키는 역할을 하여 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 증폭기(32, 33, 35, 38)은 입력 데이터에 소정 게인을 곱하여 출력한다. 이들 게인 값은 2의 제곱수 형태로 표현됨으로써 하드웨어를 줄일 수 있다. 제 1 가산기(30), 제 1 플립플롭(31), 제 1 증폭기(32), 제 2 증폭기(33) 및 제 2 가산기(34)로 이루어지는 구성 부분은 1차 저역 통과 필터로서의 역할을 하여 제 3 증폭기(35). 제 3 가산기(36), 제 2 플립플롭(37) 및 제 4 증폭기(38)로 이루어지는 구성 부분은 저역 필터를 통과한 값의 오버슈트 효과를 상쇄줌으로써 주파수 에러 보정에 의하여 생기는 지터 영향을 작게 한다. 제 3 증폭기(35)와 제 4 증폭기(38)의 게인값의 합은 향상 1로 되도록 설정한다.

도 3을 다시 참조하면, 상술한 바와 같이 3S단계에서 샘플링 주파수가 보정된 후 고정 윈도우내에서 싱크코드를 검출한 후(4S), 윈도우에서 싱크코드가 연속으로 예를 들면 N번이 검출될 때까지 반복하여 확인한다(5S). 윈도우에서 싱크코드가 연속으로 N번 검출되면 1차 주파수 검출기를 정지시킨 후 2차 주파수 검출기를 동작시킨다(6S).

상기 단계의 1차 주파수 검출은 1차 주파수 검출기가 빠르게 샘플링 주파수를 수렴시켜 나가도록 한 것으로, 이때에 CD는 두개의 연속 비트 길이의 합이 2T이상, DVD는 연속 비트 길이가 13T이상인 데이터를 싱크코드로 하여 검출하기 시작한다. 어느 정도 샘플링 주파수와 입력 데이터 주파수가 비슷해지면 검출된 윈도우안에서 일정하게 나타나기 시작한다. 이렇게 연속적으로 N번 싱크코드가 검출 싱크코드가 윈도우안에서 나타나면 1차 주파수 검출기가 수렴했다고 판단하여 1차 주파수 검출기를 정지시키고 샘플링 주파수를 더 세밀하게 수렴시키기 위한 2차 주파 수 검출기를 동작시켜 주파수 검출한다.

즉, 본 발명의 주파수 검출방법은 1차 주파수 검출기에 의한 주파수 검출방법만으로는 정확하게 주파수를 검출할 수 없기 때문에 위상검출기가 쉽게 위상을 검출할 수 있도록 도와주기 위해서 세밀하게 샘플링 주파수를 검출할 수 있는 2차 주파수 검출기를 사용하여 주파수를 검출하도록 한 것이다. 2차 주파수 검출기는 싱크코드사이의 비트 데이터수를 이용하여 샘플링 주파수를 보정하게 되며, CD와 DVD의 경우 기록되는 데이터의 단위를 프레임이라고 하는 단위로 나누어 놓았는데, 이 프레임을 구분하는 특별한 코드가 싱크코드이며, CD와 DVD는 싱크코드 사이에 각각 588T와 1488T의 일정한 데이터 비트 길이를 가진다.

만약 샘플링 주파수가 입력 데이터 주파수보다 크다면 싱크코드사이의 길이는 정해진 길이보다 길며 반대로 샘플링 주파수가 입력 데이터 주파수 보다 작다면 싱크코드 사이의 길이는 정해진 길이보다 작다. 2차 주파수 검출기에서는 어느 정도 샘플링 주파수를 수렴시켜서 싱크코드가 주기적으로 예를 들면 M번이 검출되면 1차 주파수 검출기를 정지시키고 2차 주파수 검출기를 이용하여 정밀하게 샘플링 주파수를 검출하도록 한다.

2차 주파수 검출기의 동작은 먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 윈도우 크기를 줄여가며 싱크코드를 검출한다(7S). 그 후 (정상 프레임 길이)-(입력 프레임 길이)를 계산하고(8S), 이어서 (프레임 차이)×(2차 주파수 검출기의 게인값)만큼 주파수를 보정하며(9S) 그 다음 수렴 조건에서 싱크코드가 연속적으로 예를 들면 M번 검출될 때까지 검출 윈도우를 주파수 보정값에 맞도록 계속적으로 줄여가면서 검출 한다(10S). 이와 같이 2차 주파수 검출기는 싱크코드가 검출될 때마다 샘플링 주파수를 보정하게 되며, 상술한 싱크코드 사이의 비트 길이를 세어서 이를 정상적인 비트 길이와의 차이에 적적한 게인값을 곱하여 주파수를 보정하는데 이용한다. 이때에 검출 윈도우를 주파수 보정값에 맞도록 계속적으로 줄여나가서 싱크코드를 잘못 검출할 수 있는 위험을 줄이게 된다. 2차 주파수 검출기의 경우 검출된 프레임 길이가 수렴 조건에 M번 연속으로 만족할 경우 2차 주파수 검출기를 정지시키고 위상 검출기를 동작시켜서 위상을 검출하게 된다(11S). 1차 주파수 검출기가 예를 들면 약 10%이내의 정확도를 갖느데 비해 2차 주파수 검출기는 1%이내의 정확한 주파수를 검출할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 CD와 DVD와 같은 광디스크의 비트 데이터를 재생하는데 있어서, 입력되는 RF 디지털 비트 데이터를 이용하여 입력 RF 디지털 비트 데이터 주파수 대비 샘플링 주파수의 상태를 판단하고 샘플링 주파수를 검출하는데 이를 이용할 수 있고 또한 주파수의 수렴속도를 빠르게 하여 소정 수렴 범위까지 1차 주파수를 검출한 후, 소정 수렴 범위에 도달하면 보다 세밀하고 정확하게 2차 주파수를 검출할 수 있기 때문에 빠르고 안정적이며 정확하게 입력 RF 디지털 비트 데이터의 주파수를 검출할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

광디스크 재생기에 사용되는 고주파 신호로부터 디지털 비트 데이터를 검출할 때, 보간시에 이용되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수를 검출하는 주파수 검출방법에 있어서,

입력되는 RF 디지털 비트 데이터의 주파수대 샘플링 주파수의 상태를 판단하여, 샘플링 주파수를 빠르게 상기 RF 디지털 비트 데이터의 주파수에 수렴하도록 샘플링 주파수를 보정하여 1로 주파수를 검출하는 제 1 차 주파수 검출단계와,

상기 제 1 차 주파수 검출단계에서, 상기 샘플링 주파수가 상기 RF 디지털 비트 데이터 주파수의 소정범위내로 수렴하게 되면, 상기 샘플링 주파수를 더 세밀하게 수렴시켜서 주파수를 검출하는 제 2 차 주파수 검출단계를 구비함을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 차 주파수 검출단계에서, 상기 RF 디지털 비트 데이터의 주파수대 샘플링 주파수의 상태 판단은,

입력되는 RF 디지털 비트 데이터에서 0에서 1로 또는 1에서 0으로 비트가 변하는 곳을 검출하여 연속 비트 길이를 계산하는 연속 비트 길이 계산 단계와,

상기 연속 비트 길이가 3T(1T는 한 비트의 길이) 보다 작은 경우와 11T보다 큰 경우를 카운터하여 각각의 설정 기준값과 비교한 후, 이 비교값들에 상응하는 플래그를 설정하는 플래그 설정 단계와,

상기 RF 디지털 비트 데이터의 비트 변환시마다 카운팅한 값이 기준값과 같아질 때, 상기 플래그 상태를 확인하여 샘플링 주파수 상태를 판단하는 샘플링 주파수 상태 판단 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.
제 2 항에 있어서,

상기 플래그 설정 단계에서, 상기 연속 비트 길이가 상기 3T보다 작은 경우마다 상기 샘플링 주파수의 느림을 판단하는데 이용하는 카운터A값을 하나씩 증가시키고, 상기 연속 비트 길이가 상기 11T보다 큰경우마다 상기 샘플링 주파수의 빠름을 판단하는데 이용하는 카운터B값을 하나씩 증가시켜서 상기 카운터A값이 그의 기준값A보다 작은 경우와 큰 경우에 대응하여 주파수 느림 플래그인 플래그A를 각각 0과 1로 설정하도록 하고 상기 카운터B값이 그의 기준값B보다 작은 경우와 큰 경우에 대응하여 주파수 빠름 플래그인 플래그B를 각각 0과 1로 설정하도록 함을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.
제 3 항에 있어서,

상기 샘플링 주파수 상태 판단 단계에서, 상기 플래그A가 1이고 플래그B가 0이면 샘플링 주파수의 상태는 "느림"으로, 플래그A가 0이고 플래그B가 1이면 샘플링 주파수의 상태는 "빠름"으로, 상기 플래그A와 플래그B가 모두 0이면 입력 데이터 주파수와 샘플링 주파수가 비슷한 "정상"으로, 그리고 상기 플래그A와 플래그B 가 모두 1이면 입력 데이터에 에러가 많은 "비정상"으로 판단하도록 함을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 차 주파수 검출단계에서, 샘플링 주파수가 데이터 입력 주파수보다 빠른 경우 샘플링 주파수를 늦추도록 하고 샘플링 주파수가 데이터 입력 주파수보다 느릴 경우 샘플링 주파수를 빠르게 보정하도록 하여 샘플링 주파수의 수렴 속도를 증가시키도록 함을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 차 주파수 검출단계에서, 상기 샘플링 주파수 보정은 주파수 에러를 전역 통과시키는 루프필터를 사용하여 이루어짐을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.
제 6 항에 있어서,

상기 루프필터는, 입력 데이터를 한 클럭 지연시키는 제 1 및 제 2 플립플롭과, 상기 제 1 플립플롭의 출력과 입력 비트 데이터를 가산하는 제 1 가산기와, 상기 입력 비트 데이터를 소정 게인만큼 증폭되어 출력하는 제 1 증폭기와, 상기 제 1 플립플롭의 출력에 소정의 게인만큼 증폭되어 출력하는 제 2 증폭기와, 상기 제 1 및 제 2 증폭기의 출력을 가산하는 제 2 가산기와, 상기 제 2 가산기의 출력을 소정 게인만큼 증폭되어 출력하는 제 3 증폭기와, 제 2 플립플롭의 출력을 소정 게인만큼 증폭하여 출력하는 제 4 증폭기와, 상기 제 3 증폭기 및 제 4 증폭기의 출력을 가산하는 제 3 가산기를 구비함을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 차 주파수 검출단계는,

제 1 차 주파수 검출단계가 종료된 후, 윈도우 크기를 줄여가며 싱크코드를 검출하는 단계와,

정상 프레임 길이-입력 프레임 길이=프레임 차이를 산출하는 단계와,

(프레임 차이)×(2차 주파수 검출기의 게인 값)만큼 주파수를 보정하는 단계와,

수렴조건에서 싱크코드가 연속으로 소정 횟수(M번) 검출되는 가를 확인하는 단계를, 상기 싱크코드가 연속으로 소정 횟수(M번) 검출될 때까지 순차적으로 반복함을 특징으로 하는 광디스크 비트 데이터 재생시스템의 주파수 검출방법.